Martin Arrowsmith es un joven doctor lleno de ideales cuya vida estará marcada por su ánimo indagador y progresista. De muy joven, justo tras graduarse, se casa con la enfermera Leora Tozer, con quien establece una modesta consulta en su localidad natal.
El tiempo libre que le deja el consultorio será para Martin el momento de volcarse en la investigación médica. Será de esa forma como hallará un suero para detener una desastrosa plaga del ganado que está haciendo estragos en al región. Después del óptimo funcionamiento de este suero, las puertas a nuevas e importantes investigaciones le serán abiertas y podrá viajar al trópico, dónde una enfermedad, esta vez seres humanos, está causando mucho mal.